上海大學生產實習5V直流穩(wěn)壓電源設計報告材料

1、實用文檔文案大全生產實習設計報告5V 直流穩(wěn)壓電源仿真及制作上海大學機自學院自動化系電氣工程及其自動化姓名:*/學號:*指導老師:*2016年7月7日實用文檔文案大全目錄第 1 章直流穩(wěn)壓電源簡介 .11.1 定義.11.2 直流穩(wěn)壓電源的構成.11 3 直流穩(wěn)壓電源的分類.1第 2 章直流穩(wěn)壓電源的設計及仿真 .22.1 設計目的及要求.22.2 設計步驟及思路.22.2.1直流穩(wěn)壓電源設計思路 .22.2.2直流穩(wěn)壓電源原理 .22.3 方案論證仿真 .32.3.1總體方案確定 .32.3.2各過程仿真及確定 .42.3.3總體電路圖 .10第 3 章直流穩(wěn)壓電源制作 .103.1 元器件

2、選擇和電路參數(shù)計算說明 .1 03.2 電源制作及實物圖. 11心得體會.13第1章直流穩(wěn)壓電源簡介1.1 定義穩(wěn)壓電源是能為負載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類。本報告討論直流穩(wěn)壓電源的仿真與設計。實用文檔文案大全直流穩(wěn)壓電源是一種利用市電為小型電子設備 （負載）供電或充電，能為其提供穩(wěn)定 直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源， 當交流供電電源的 電壓或負載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓基本能夠保持穩(wěn)定。1.2 直流穩(wěn)壓電源的構成許多電子產品如電視機、電子計算機、音響設備等都需要直流電源，電子儀器也 需要直流電源，實驗室更需要獨

3、立的直流電源。為了提高電子設備的精度及穩(wěn)定性，在直流電源中還要加入穩(wěn)壓電路，因此稱為直流穩(wěn)壓電源。典型的直流穩(wěn)壓電源主要 由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等幾部分構成。電源變壓器把50Hz50Hz的交流電網電壓變成所需要的交流電壓；整流電路用來將交流電變換為單向脈動直流 電；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電流中的交流成分（即波紋電壓），是指成為平滑的直流電；穩(wěn)壓電路的作用是當輸入交流電網電壓波動、負載及溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。1.3 直流穩(wěn)壓電源的分類目前生產直流穩(wěn)壓電源種類很多，可以從不同的角度分類：1,1, 依穩(wěn)定方式：參數(shù)型（如穩(wěn)壓管+ +電阻）、反饋型（如調整管+

4、 +差放）；2,2, 依工作狀態(tài)：線性電源、開關電源；3,3, 依連接方式：串聯(lián)型、并聯(lián)型。4,4,按作用器件：電子管穩(wěn)壓器、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓器、晶體管穩(wěn)壓器、可控硅穩(wěn)壓器 等。第2章直流穩(wěn)壓電源的設計及仿真2.1 設計目的及要求（1 1）學習基本理論在實踐中綜合運用的初步體驗，掌握模擬電路設計的基本方 法、設計步驟，培養(yǎng)綜合設計與調試能力；（2 2）培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力；實用文檔文案大全（3 3）設計電路結構，選擇電路元件，計算確定元件參數(shù)；2.2 設計步驟及思路2.2.1 直流穩(wěn)壓電源設計思路1電網供電電壓交流 220V220V （有效值）50Hz50Hz,要獲得低壓直流輸

5、出，首先必須采 用電源變壓器將電網電壓降低獲得所需要交流電壓。2降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電， 但其幅度變化大（即脈動 大）3由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，須經過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成分濾掉，保留其直流成分。4濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定 直流電壓輸出，供給負載RL。2.2.2 直流穩(wěn)壓電源原理直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V220V 工頻交流電轉換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它 需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成，見圖2.12.1 和圖 2.22.2。實用文檔文案大全2.3 方案論證仿真2.3.1 總

6、體方案確定老師給出 5V5V 或 3.3V3.3V 電源可供選擇，我選擇制作 5V5V 穩(wěn)壓電源。查閱資料得知, 總體方案有兩種，即方案一:采用集成運放和分立元件組成的串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源;萬案一:采用三端集成穩(wěn)壓電路實現(xiàn)。比較下來，方案一電路簡單，容易實現(xiàn)，成本低，可以達到技術要求，與所學的知識結合緊密；方案二電路比一更簡單，采用三端集成穩(wěn)壓芯片更易實現(xiàn)，成本低，能達到技術要求，但與所學知識結合不緊密，有違老師讓我們制作的初衷。所以我決 定采用方案一。實用文檔文案大全2 3 2 各過程仿真及確定1 1,電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網 220V220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送

7、給整流電路，變壓器的變化由變壓器的副邊電壓確定。因為想要制作5V5V穩(wěn)壓電源，所以選擇變壓到 6V6V （有效值）左右。圖 2.32.3加變壓器電路圖圖 2.42.4加變壓器后的波形比較實用文檔文案大全由圖中可以看出，經變壓器后，電壓峰值降至8.576V8.576V 左右，換算成有效值即為6.064V6.064V，符合要求。2 2，整流電路：利用單向導電元件，把 50Hz50Hz 的正弦交流電變換成脈動的直流電 方案一：單相半波整流電路4III! 1TisneChanneE AChannel BT1T|4| 987.741 ms5.596 V5.096 VReverse12Sffi1.005

8、s8.639 Va.ii4v1T2-T117- 235 ms3HO42V3.01S VSave圖 2.62.6 半波整流波形比較單相半波整流簡單，使用器件少，它只對交流電的一半波形整流，只要橫軸上面 的半波或者只要下面的半波。但由于只利用了交流電的一半波形，所以整流效率不高，而且整流電壓的脈動較大，變壓器的利用率低。由于半波整流電路只利用電源的正半 軸，電源的利用效率非常低，所以半波整流電路僅在高電壓 . .小電流等少數(shù)情況下使 用，一般電源電路中很少使用。V2T2D3rYYYYY1 1 圖 2.52.5半波整流電路圖實用文檔文案大全方案二：單相全波整流電路由于對 multisimmultis

9、im 軟件的使用不是很熟練，無法找到中心抽頭加到變壓器的次級, 因而沒有能夠實現(xiàn)對全波整流的仿真，只能用理論波形圖代替討論。圖 2.72.7 全波整流電路圖使用的整流器件較半波整流時多一倍，整流電壓脈動較小，比半波整流小一半 方案三：單相橋式整流電路實用文檔文案大全圖 2.92.9全橋整流電路圖圖 2.102.10 全橋整流波形分析：電源在正半周時，T1T1 次級上端為正下端為負，整流二極管 1313 端和 2424 端 導通，電流由變壓器 T1T1 次級上端經過 13,2413,24 回到變壓器 T1T1 次級下端：由圖可以看出 在電源負半周時，T T1 1上端為負下端為正，整流二極管 14

10、14 和 2323 導通，電流由變壓器 T1T1 次級下端經過 14,2314,23 回到變壓器 B1B1 次級上端. .負載倆端的電壓始終是上正下負， 其波形與全波時一致。實用文檔文案大全使用的整流器件較全波整流時多一倍， 整流電壓脈動與全波整流相同，每個器件 所承受的反向電壓為電源電壓峰值，變壓器利用率較全波整流電路高。綜合 3 3 種方案的優(yōu)缺點：決定選用方案三。3 3,濾波電路：濾波電路分為電容和電感濾波，由于所設計的電源負載電流不大,圖 2.122.12 濾波波形圖比較由圖中可以看出，經過濾波電壓基本輸出穩(wěn)定的直流量，濾波效果較佳。4,穩(wěn)壓電路：雖然濾波后已經可以得到較為平整的直流電

11、壓，但是其受到交流 電壓及負載T1Time210.000 ims匚hannel A氐 669 VT2245,227 in6.689 VT2-T135,227 ms20.134 mVChannel Baiwmia:Reverse :B.579 Va.533VSave所以放棄電感濾波，選擇電容濾波，并結合了課堂所學RCRC 濾波的知識，仿真如圖:圖實用文檔文案大全變化的影響而不穩(wěn)定，因此需要進行穩(wěn)壓。本次設計采用穩(wěn)壓二極管進行 穩(wěn)壓，仿真如圖：實用文檔文案大全Ti fZIJOTmeChannel AChannel B-MO. 000 ms5,009 V-773.697 uVReverse12(SB

12、464.521 m&5 mg V艮 548 VTE24-621 ms-9,969 uVB.S49 VSave圖 2.142.14 穩(wěn)壓后的波形分析：圖中可以看出經過穩(wěn)壓可以得到相當穩(wěn)定的直流電壓：1.2kQ :C2備_ 豐TOOnFtooojjrr：d :ilOOnf D2 Siokfl 1N473STA占y .，-T i .1N473SALED圖 2.132.13 穩(wěn)壓電路圖實用文檔文案大全2.3.3 總體電路圖第3章直流穩(wěn)壓電源制作3.1 元器件選擇和電路參數(shù)計算說明1、變壓器的選擇在電容濾波的整流電路中，變壓器次級線圈除供給負載電流外，還要向電容充電。 由于充電時的電流瞬時值很大

13、，因此通過變壓器次級線圈的電流平均值雖然等于1 1=，但通過變壓器次級線圈的有效值 1 12要比 1 1=大，1 12和 1 1=的關系決定于電流脈沖波型的形 狀，波型愈小，有效值愈大。由于一般這種整流電路后面都要用穩(wěn)壓電路，因此估算 已能解決實際問題，而沒有必要再作繁瑣的精確計算。2、整流電路中的二極管的選擇變壓器的副邊電壓 U U2=8.5V=8.5V橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為： 8.58.5橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為：0.30.3查手冊選整流二極管 IN4007IN4007，其參數(shù)為：反向擊穿電壓 UBR=1000V16V,UBR=1000V16V,最大整流

14、電流 IF=1.0A0.3AIF=1.0A0.3A3、濾波電路中濾波電容的選擇參考查閱資料后可得電解電容采用 10001000F，瓷片電容采用 0.10.1 X。ABR35.6實用文檔文案大全4、元器件清單實用文檔文案大全元件規(guī)格數(shù)量變壓器220V220V 轉 6V6V1 1全橋二極管1N40071N40074 4電解電容1000H1000H1 1瓷片電容0.12 2接插頭1 1電阻10K10K1 1電阻1.2K1.2K1 1電阻5.1K5.1K1 1LedLed1 1保險絲1 13.2 電源制作及實物圖按照之前仿真的電路圖進行制作， 在實際制作過程中，我在變壓器原邊加了保險絲以保護電路，防止

15、負載因為意外而損毀。并且在穩(wěn)壓二極管后串聯(lián)一個ledled 燈來指示是否有電壓，給人直觀地印象。具體實物如圖：實用文檔文案大全DI略 AtS. Wtr卻1環(huán)CttSWOl們1臨 皚劉電源變壓器6V探圳市才興電干有期扯司圖 3.13.1 正面圖實用文檔文案大全0OOCOO OOOOOOO o ： I - 1OOO0o0O0OOOOO I floooor JOOOOOOOOOJDOOO OQ 0 01J-OOOOOOOO Q - OCJOOCOOCQCiGG11I、GOOOOOOOOCJGCR-汗 JOOQOOOOOOCGf. / 識OOOOOOOOOOrx1* o JOO o oo o o QO

16、 c c C Jc OOOOOOOOOOOCOOOOOD( (o o o o o o o O 0o ：. C)ooooooooooooor9n oooooopooo-好衛(wèi)o o o cDaI-，Z K.- M 圖 3.23.2 反面圖圖 3.33.3 工作時亮燈指示圖 3.43.4 工作電壓 4.96V4.96V實用文檔文案大全經萬用表測試可得，工作電壓為 4.96V4.96V心得體會本次的直流穩(wěn)壓電源的設計制作，培養(yǎng)了我綜合應用課本理論解決實際問題的能 力；我覺得這次設計對我的幫助是很大的， 它需要我們將學過的理論知識與實際系統(tǒng) 地聯(lián)系起來，加強我們對學過的知識的實際應用能力。在設計過程中，我通過查閱有關資料，與同學交流經驗和自學等方式，使自己學 到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東 西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學 習工作生活有非常重要的影響